Завдання до теми

Мета розрахунку – визначити умови, за яких швидко вимикається пошкоджена електроустановка, тобто визначити поперечний переріз нульового дроту, який забезпечить протікання струму однофазного короткого замикання, достатнього для спрацювання максимального захисту.

Розрахунок заземлення нейтралі і повторного заземлення нульового робочого провідника, що забезпечують безпеку дотику до занулених пристроїв, здійснюють відповідно до методичних вказівок щодо практичного заняття «Розрахунок захисного заземлення».

1. Вихідні дані

Характеристика установки, що захищається (U_ном, P_ном, струм спрацьовування автоматичного вимикача I_ном.а чи номінальний струм плавкої вставки запобіжника I_ном.з).

Характеристика живильного трансформатора (P_ном, схема включення).

Відстань від трансформатора до установки, що захищається, і перетин жил живильної лінії.

Виконати розрахунок занулення в електромережі напругою 380/220 В, навантаженій електродвигуном, з короткозамкненим ротором. Як засіб захисту застосовані плавкі запобіжники. Дріт, що з’єднує електродвигун з трансформатором, мідний або алюмінієвий.

При розв'язанні задачі необхідно дати принципову електричну схему занулення з прийнятою схемою сполучення обмоток трансформатора живлення.

2. Розрахунок на здатність відключати.

Розраховують за формулою:

, (2.1)

де: К – коефіцієнт кратності струму, прийнятий у залежності від типу захисту електроустановки; I_ном.з – номінальний струм вставки запобіжника або струм спрацьовування автоматичного вимикача прийнятий відповідно до вимог ПУЕ, А (стандартні значення 1, 2, 4, 6, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 80, 100, 125, 160, 200, 225, 260, 300, 350, 500, 600, 700, 800, 1000 А); I_КЗ – величина струму однофазного короткого замикання, А; Z_m – модуль опору трансформатора, Ом обумовлений з табл. 2.2; U_ф – фазна напруга мережі живлення, В; R_ф,R_н – активні опори фазного і нульового захисного провідників відповідно, Ом; X_ф,X_н – внутрішні індуктивний опір фазного і нульового захисного провідників відповідно, Ом (для мідних і алюмінієвих провідників X_ф,X_н = 0); X_n - зовнішній індуктивний опір петлі фаза нуль, Ом (для повітряних ліній X_n = 0,6 Ом/км, для кабельних ліній X_n можна взяти рівним 0).

Розрахунок слід виконувати в такій послідовності :

2.1. Визначаємо номінальний струм електродвигуна:

. (2.2)

2.2. Знаходимо номінальний струм плавкої вставки запобіжника:

, (2.3)

де I_дв.п– пусковий струм електродвигуна, А (залежно від умов пуску I_дв.п = (5÷8) I_дв.н).

При цьому для розрахунку беруть найбільше ближче стандартне значення номінального струму плавкої вставки.

2.3. За номінальним струмом двигуна (струмом навантаження) визначаємо за ПУЕ [3] площу поперечного перерізу фазних дротів, при цьому опір фазного дроту:

(2.4)

де ρ – питомий опір провідника, Ом∙мм²/м (для міді ρ = 0,018, а для алюмінію ρ = 0,028 ); l – довжина дроту , м; S_ф – розріз фазного дроту, мм².

Для сталевих провідників активний і внутрішній індуктивний опір визначається за по табл. 2.1, виходячи з профілю і перетину провідника, його довжини, а також очікуваного значення аварійного струму I_к.з..

2.4. Визначаємо площу поперечного перерізу нульового дроту за умов [3], щоб повна провідність нульового захисного провідника була не меншою 50 % повної провідності фазного дроту, тобто 1/Z_н ≥ 0,5 1/Z_ф, або Z_н ≤ 2 Z_ф. Для мідних і алюмінієвих дротів Х_ф і Х_н становлятьь близько 0,0156 Ом/км і ними можна знехтувати. При цьому переріз нульового захисного провідника S_н. визначимо за умови R_н ≤ 2 R_ф, тобто якщо фазний і нульовий захисний провідники виконані з одного металу, то S_н ≥ 0,5S_ф, а якщо з різного металу, наприклад, фазний, – з міді, а нульовий захисний – з алюмінію, то переріз S_н≥ 0,8S_ф. Беремо найближчий більший стандартний переріз нульового захисного провідника. Опір нульового захисного провідника визначаємо за формулою (2.4).

2.5. Вибираємо за табл. 2.2 трансформатор з відповідною схемою з’єднання обмоток і комплекс повного опору його обмоток.

Таблиця 2.1 – Активний (r_w) і індуктивний (х_w) опори сталевих провідників при перемінному струмі (50 Гц), Ом/км

Розміри чи діаметр перетину, мм	Перетин, мм	Щільність струму, А/мм²
0,5	1,0	1,5	2,0
r_w	x_w	r_w	x_w	r_w	x_w	r_w	x_w
Смуга прямокутного перетину
20х4		5,25	3,14	4,20	2,52	3,48	2,08	2,97	1,78
30х4		3,66	2,20	2,91	1,75	2,38	1,43	2,04	1,22
30х5		3,38	2,03	2,56	1,54	2,08	1,25	-	-
40х4		2,80	1,68	2,24	1,34	1,81	1,09	1,54	0,92
50х4		2,28	1,37	1,79	1,07	1,45	0,87	1,24	0,74
50х5		2,10	1,26	1,60	0,96	1,28	,077	-	-
60х5		1,77	1,06	1,34	0,8	1,08	0,65	-	-
Провідник круглого перетину
	19,63	17,0	10,2	14,4	8,65	12,4	7,45	10,7	6,4
	28,27	13,7	0,20	11,2	6,70	9,4	5,65	8,0	4,8
	50,27	9,60	5,75	7,5	4,50	6,4	3,48	5,3	3,2
	78,54	7,20	4,32	5,4	3,24	4,2	2,52	-	-
	113,1	5,6	3,36	4,0	2,40	-	-	-	-
	150,9	4,56	2,73	3,2	1,92	-	-	-	-
	201,1	3,72	2,23	2,7	1,60	-	-	-	-

Дані табл. 2.2 стосуються трансформаторів з обмотками нижчої напруги 400/230 В.

2.6. Визначаємо за формулою (2.1) дійсне значення струму однофазного короткого замикання, що проходить петлею фаза–нуль. Оскільки фазні і нульові захисні дроти виконані з кольорових металів, то розрахункова формула (2.1) матиме вигляд:

– для повітряних ліній

(2.5)

де X_n – береться рівним 0,6∙l, Ом (l – довжина петлі, км );

– для кабельних ліній або дротів, прокладених у стальній трубі,

(2.6)

Таблиця 2.2 – Наближені розрахункові опори (Z_m) масляних трансформаторів за ДСТ 11920–73 і 12022–66 з обмотками нижчої напруги 400/230 В

Потужність трансформатора, кВ∙А	Номінальна напруга обмоток вищої напруги, кВ	Наближені розрахункові опори , Ом та схеми з’єднання обмоток
U/U_н	D/U_н
	6-10	3,110	0,906
	6-10	1,949	0,562
	6-10 20-35	1,237 1,136	0,360 0,407
	6-10 20-35	0,799 0,764	0,226 0,327
	6-10 20-35	0,487 0,487	0,141 0,203
	6-10 20-35	0,312 0,305	0,09 0,13
	6-10 20-35	0,195 0,191	0,056 -
	6-10 20-35	0,129 0,121	0,042 -
	6-10 20-35	0,081 0,077	0,027 0,032
	6-10 20-35	0,054 0,051	0,017 0,020

Розрахункове значення опору однофазного короткого замикання повинне перевищувати КI_ном.

При негативному результаті перевірки збільшують перетин проводів, переходять на зануляючі провідники з кольорових металів або наближають підстанцію.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Тема. Розрахунок занулення електроустановок	\|	Приклад розрахунку

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.